专题24 化学反应原理综合题——能量主线型-【好题汇编】五年（2020-2024）高考化学真题分类汇编（全国）（解析版）.docx

专题24化学反应原理综合题——能量主线型

考向

五年考情（2020-2024）

命题趋势

能量主线型化学反应原理综合题

2024·浙江6月卷

2024·甘肃卷

2024·湖南卷

2024·江苏卷

2023·全国甲卷

2023·海南卷

2023·江苏卷

2023·河北卷

2023·天津卷

2023·重庆卷

2023·北京卷

2022·浙江卷

2022·湖北卷

2022·天津卷

2022·江苏卷

2022·重庆卷

2022·辽宁卷

2021·河北卷

2021·湖南卷

2020·新课标Ⅱ卷

2020·江苏卷

2020·天津卷

化学反应原理综合题主要考查热化学、化学反应速率和化学平衡等主干理论知识，主要命题点有盖斯定律的应用、反应速率和化学平衡的分析、化学平衡常数的表达式书写与计算、反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用等，试题常以填空、读图、作图、计算等形式呈现。试题一般以与生产、生活紧密联系的物质为背景材料命制组合题，各小题之间又有一定的独立性。主要考查学生的信息处理能力、学科内综合分析能力，应用反应原理解决生产实际中的具体问题，体现了“变化观念与平衡思想”的核心素养。在近几年的相关考题中，对单一因素影响的考查已经越来越少了，主要以“多因素影响”出现，考查学生的综合分析判断能力。以实际情景(场景)为背景，更能体现核心素养的要求。而在实际生产过程中，影响因素是多元化、多方位和多层次的。

1．（2024·浙江6月卷）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，)

请回答：

（1）该反应能自发进行的条件是_______。

A．高温 B．低温 C．任意温度 D．无法判断

（2）该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。A．升高溶液温度 B．加入少量异丙胺

C．加入少量固体硼酸 D．增大体系压强

（3）为加速水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因。

（4）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示，正极上的电极反应式是。该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为。[已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；；。]

（5）资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠()再生为。(已知：是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比计算方法；当时，反应能自发进行。)

I．

II．

III．请书写一个方程式表示再生为的一种制备方法，并注明。(要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为。)

【答案】（1）C

（2）A

（3）随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低

（4）O2+4e-+2CO2=270%

（5）

【解析】（1）反应，，由可知，任意温度下，该反应均能自发进行，故答案选C；

（2）A．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，A符合题意；

B．加入少量异丙胺，H2O的量减少，化学反应速率降低，B不符合题意；

C.加入少量固体硼酸，H2O的量减少，化学反应速率降低，C不符合题意；

D．增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D不符合题意；

答案选A。

（3）随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低，因此生成氢气的速率不断减小。

（4）根据题干信息，该燃料电池中H2为负极，O2为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2，该条件下，0.49LH2的物质的量为，工作时，H2失去电子：H2-2e-=2H+，所带电荷量为：2×0.02mol×6.0×1023mol-1×1.60×10-19=3840C，工作电荷量为：3.2×14×60=2688C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为：；

（5）结合题干信息，要使得氢原子利用率为100%，可由（2×反应3）-（2×反应Ⅱ+反应Ⅰ）得，。

2．（2024·甘肃卷）是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。

（1）由制备：

已知

时，由制备硅(填“吸”或“放”)热。升高温度有利于制备硅的原因是。

（2）在催化剂作用下由粗硅制备：。，密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与和气体反应，转化率随时间的变化如下图所示：

①，经方式处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理